(57)【要約】【課題】燃費を悪化させることなく、減速時などの燃料カット条件で生成されるナノ粒子を低減させる。【解決手段】吸気流量を制御するスロットルバルブ（１１）と、燃料を供給する燃料噴射弁（１６）と、内燃機関の排気管（１５）と吸気管（１０）とを接続して排ガスを還流させる排ガス再循環導入部（１８、１９）と、内燃機関の運転状態に基づいて燃料カットを実行する制御部（３）とを備え、制御部は、燃料カットを実行する際に、燃料噴射弁からの燃料供給を停止するとともに、排ガス再循環導入部を介して排気管（１５）から吸気管（１０）へ排ガスを還流させる。【選択図】図１
2013189927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管に設置され、吸気流量を制御するスロットルバルブと、
前記吸気管に設置され、燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記内燃機関の排気管と前記吸気管とを接続して排ガスを還流させる排ガス再循環導入管と、
前記排ガス再循環導入管に設置され、排ガス還流量を制御する排ガス再循環制御弁と、
内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴射弁を制御することで、前記運転状態に応じて前記燃料噴射弁からの燃料供給を一時的に中止する燃料カットを実行する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記燃料カットを実行する際に、前記燃料噴射弁からの燃料供給を停止するとともに、前記排ガス再循環制御弁を全開となるように制御することで、前記排ガス再循環導入管を介して排気管から前記吸気管へ排ガスを還流させる
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化システムにおいて、
前記制御部は、前記燃料カットが解除される最初の燃焼において、前記燃料噴射弁から供給される燃料量を通常燃焼より減量補正するように制御し、燃料カット解除後の最初の燃焼がリーンバーン燃焼となるようにする
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の排ガス浄化システムにおいて、
前記制御部は、前記リーンバーン燃焼における前記燃料噴射弁から供給される燃料量の減量補正を、前記燃料カットを実施する直前における、排ガス量のうちの前記吸気管へ還流される割合に基づき決定する
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の内燃機関の排ガス浄化システムにおいて、
前記排気管に設置されている前記排ガス再循環導入管の下流側に設置された排気開閉弁をさらに備え、
前記制御部は、前記燃料カットを実行する際には前記排気開閉弁を閉とし、前記燃料カットが解除された際には前記排気開閉弁を開とする
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項５】
内燃機関の吸気管に設置され、吸気流量を制御するスロットルバルブと、
前記吸気管に設置され、燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記内燃機関の排気管と前記吸気管とを接続して排ガスを還流させる排ガス再循環導入管と、
前記排ガス再循環導入管に設置され、排ガス還流量を制御する排ガス再循環制御弁と、
内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料噴射弁を制御することで、前記運転状態に応じて前記燃料噴射弁からの燃料供給を一時的に中止する燃料カットを実行する制御部と
を備えた内燃機関の排ガス浄化システムに適用される内燃機関の排ガス浄化方法であって、
前記制御部において、前記燃料カットを実行する際に、前記燃料噴射弁からの燃料供給を停止するとともに、前記排ガス再循環制御弁を全開となるように制御することで、前記排ガス再循環導入管を介して排気管から前記吸気管へ排ガスを還流させるステップ
を備えることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガス浄化システムおよび内燃機関の排ガス浄化方法に関し、特に、微小粒子物質の低減を実現するためのシステムおよび方法に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関等から排出される排気ガス中に含まれる粒子の中でも、特に、５０ｎｍ以下の径を有する微小粒子（以下、ナノ粒子と称する）の人体への影響が懸念されている。ナノ粒子は、人体の細胞壁を通過し、血液によって身体中のいろいろな臓器にまで運ばれ、健康に影響を及ぼす危険性が指摘されている。
【０００３】
このようなナノ粒子は、燃料中の高沸点成分に由来するものと、潤滑油成分に由来するものとがあると言われている。ここで、内燃機関への燃料の供給が停止されている場合、例えば、減速時の燃料カット条件などでは、内燃機関の気筒内に潤滑油が吸引され易い。このため、後者の潤滑油成分に由来するナノ粒子成分は、排出され易いこととなる。
【０００４】
ナノ粒子は、粒径が小さいため、フィルタではナノ粒子の一部がすり抜けてしまうおそれがあり、捕集も容易ではない。そこで、内燃機関の減速時に燃料の供給が停止されている場合には、排気通路に燃料を添加して、ナノ粒子をこの添加した燃料に付着させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５００３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
このような内燃機関にあっては、減速時などの燃料カット条件にナノ粒子を処理するため、排気流路に内燃機関の燃焼用燃料とは別の燃料を供給することとなる。この結果、新たな燃料が必要となり、燃費が悪化するという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、燃費を悪化させることなく、減速時などの燃料カット条件で生成されるナノ粒子を低減させることのできる内燃機関の排ガス浄化システムおよび内燃機関の排ガス浄化方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の排ガス浄化システムは、内燃機関の吸気管に設置され、吸気流量を制御するスロットルバルブと、吸気管に設置され、燃料を供給する燃料噴射弁と、内燃機関の排気管と吸気管とを接続して排ガスを還流させる排ガス再循環導入管と、排ガス再循環導入管に設置され、排ガス還流量を制御する排ガス再循環制御弁と、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射弁を制御することで、運転状態に応じて燃料噴射弁からの燃料供給を一時的に中止する燃料カットを実行する制御部とを備え、制御部は、燃料カットを実行する際に、燃料噴射弁からの燃料供給を停止するとともに、排ガス再循環制御弁を全開となるように制御することで、排ガス再循環導入管を介して排気管から吸気管へ排ガスを還流させるものである。
【０００９】
また、本発明に係る内燃機関の排ガス浄化方法は、内燃機関の吸気管に設置され、吸気流量を制御するスロットルバルブと、吸気管に設置され、燃料を供給する燃料噴射弁と、内燃機関の排気管と吸気管とを接続して排ガスを還流させる排ガス再循環導入管と、排ガス再循環導入管に設置され、排ガス還流量を制御する排ガス再循環制御弁と、内燃機関の運転状態に基づいて燃料噴射弁を制御することで、運転状態に応じて燃料噴射弁からの燃料供給を一時的に中止する燃料カットを実行する制御部とを備えた内燃機関の排ガス浄化システムに適用される内燃機関の排ガス浄化方法であって、制御部において、燃料カットを実行する際に、燃料噴射弁からの燃料供給を停止するとともに、排ガス再循環制御弁を全開となるように制御することで、排ガス再循環導入管を介して排気管から吸気管へ排ガスを還流させるステップを備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る内燃機関の排ガス浄化システムおよび内燃機関の排ガス浄化方法によれば、燃焼室を負圧にしないために、内燃機関の排気管と吸気管を接続する排ガス再循環導入管を備え、燃料カットが検知されたときに排ガス再循環導入管を介して排気管から吸気管に排ガスを再循環させることにより、燃費を悪化させることなく、減速時などの燃料カット条件で生成されるナノ粒子を低減させることのできる内燃機関の排ガス浄化システムおよび内燃機関の排ガス浄化方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による内燃機関の排ガス浄化システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における内燃機関の排ガス浄化システムの燃料噴射量制御方法に関する一連処理を示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における内燃機関の排ガス浄化システムの燃料噴射量制御方法に関する一連処理を具体的に示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１において、ＥＧＲ割合を徐々に増加させながら、空燃比の失火発生限界を調べた結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２による内燃機関の排ガス浄化システムの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２における内燃機関の排ガス浄化システムの燃料噴射量制御方法に関する一連処理を具体的に示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の内燃機関の排ガス浄化システムおよび内燃機関の排ガス浄化方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による内燃機関の排ガス浄化システムの構成を示す図である。内燃機関１は、エンジン本体２、およびエンジン本体２の燃料噴射量や点火時期等を制御する電子制御装置（制御部に相当し、以下では、単にＥＣＵと呼ぶ）３から構成されている。
【００１４】
エンジン本体２は、シリンダ４とピストン５とから燃焼室６を形成し、燃焼室６には点火プラグ７が配設されている。エンジン本体２の吸気系統は、吸気バルブ８を介して吸気ポート９が吸気管１０に連通している。そして、吸気管１０には、吸入空気量を調節するスロットルバルブ１１が配設されている。
【００１５】
スロットルバルブ１１は、スプリング（図示せず）によりスロットルバルブ１１を閉じる方向に付勢されており、スロットルバルブモータ１２から回転力の供給を受けて回動することにより、その開度を変更する。
【００１６】
エンジン本体２の排気系統は、排気バルブ１３を介して排気ポート１４が排気管１５に連通し、排気管１５の下流には、排ガス浄化触媒（図示せず）が設けられている。
【００１７】
燃料系統は、燃料タンク（図示せず）、燃料ポンプ（図示せず）、および吸気ポート９近傍に配設された燃料噴射弁１６から構成されている。また、点火系統は、点火に必要な高電圧を出力するイグニションコイルを備えたイグナイタ１７、およびイグナイタ１７で発生した高電圧を印加する点火プラグ７により構成されている。
【００１８】
さらに、エンジン本体２は、排気管１５を流れる排ガスを、吸気管１０を介して燃焼室６に還流させる排ガス再循環（以下単にＥＧＲと呼ぶ）導入管１８と、ＥＧＲ導入管１８の途中に設置されたＥＧＲ制御弁１９とを備えている。
【００１９】
ＥＣＵ３は、検出器として、スロットルバルブ１１に連動してスロットルバルブ１１の開度を検出するスロットルポジションセンサ３１、スロットルバルブモータ１２の停止位置を検出するスロットルバルブモータ停止位置センサ３２、吸気管圧力を検出する吸気圧センサ３３、クランク角とエンジン回転数を検知するクランク角センサ３４、およびアクセルペダル３５の操作量および全閉指令信号を検出するアクセルセンサ３６を備えている。
【００２０】
ＥＣＵ３には、これらの各種センサからの検出信号がそれぞれ入力される。そして、ＥＣＵ３は、各種センサからの検出信号に基づいて、燃料噴射弁１６に制御信号を出力することで燃料噴射量と燃料噴射時期を制御するとともに、イグナイタ１７に制御信号を出力することで点火プラグ７の点火時期を制御する。
【００２１】
また、ＥＣＵ３は、スロットルポジションセンサ３１、スロットルバルブモータ停止位設センサ３２、吸気圧センサ３３、クランク角センサ３４、アクセルセンサ３６の各検出信号に基づき、スロットルバルブモータ１２に制御信号を出力することで、スロットルバルブ１１の開度制御を行なう。
【００２２】
さらに、ＥＣＵ３は、スロットルポジションセンサ３１からの信号に基づいてスロットルバルブ１１が全閉であると判断し、かつ、クランク角センサ３４からの信号に基づいて内燃機関１の回転数が所定の値以上であると判断した場合には、燃料消費量を抑制する観点から、燃料噴射弁１６からの燃料供給を一時的に中止する燃料カットを行なう。このとき、ＥＣＵ３は、同時に、ＥＧＲ制御弁１９を開制御する。
【００２３】
ＥＧＲ制御弁１９を閉じたままでは、スロットルバルブ１１が全閉であるため、吸気行程では吸気管１０から空気を吸い込めず燃焼室６は負圧になり、排気行程で排気管１５から空気を吸って大気圧になる。この場合には、燃焼室６が負圧になるため、燃焼室６へ潤滑油が吸引されやすく、この潤滑油に由来するナノ粒子が生成される。これに対して、ＥＧＲ制御弁１９を開いた場合には、ＥＧＲ導入管１８を流れるガスにより燃焼室６の負圧状態が解消され、潤滑油に由来するナノ粒子が減少することとなる。
【００２４】
さらに、燃料カットが解除される際、再開される燃料噴射の燃料量は、通常燃焼に比較して減量補正し、燃料カット解除後の最初の燃焼がリーンバーンとなるようにする。酸素が多めのリーンバーン燃焼とすることで、ナノ粒子は、酸化反応を受けて減少する。
【００２５】
このような構成を有する本実施の形態１における内燃機関１の燃料噴射量制御方法について、その手順を、フローチャートを用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における内燃機関の排ガス浄化システムの燃料噴射量制御方法に関する一連処理を示したフローチャートである。
【００２６】
ＥＣＵ３は、内燃機関１の運転状態が、スロットルバルブ１１が全閉、かつ、所定回転数以上となったことで、燃料カットを実施する際に、ＥＧＲも実行する。一方、燃料カットを解除して、通常の燃料噴射に復帰する時には、再開される最初の燃料噴射の燃料量を減量補正して、リーンバーン燃焼を行う制御が行なわれる。
【００２７】
本発明の燃料噴射量制御方法では、まず、ＥＣＵ３は、燃料カットの実施中か否かの判断を行う（ステップＳ１）。そして、ＥＣＵ３は、燃料カットが実施されていなければ、内燃機関１の運転状態で燃料カットを実施できるか否かの判断を行なう。ここで、燃料カットを実施できるか否かの判断は、スロットルバルブ１１が全閉であって、かつ、エンジン本体２の回転数が所定の回転数以上であるか否かで行うことができる。
【００２８】
そこで、ＥＣＵ３は、スロットルバルブ１１が全閉であるか否かの判断を行う（ステップＳ２）。スロットルバルブ１１が全閉でない、すなわち、燃料カット実施の条件が成立していなければ、ステップＳ３に進む。そして、ＥＣＵ３は、ステップＳ３において、エンジン本体２の燃料噴射量制御として、通常の燃料噴射量制御、すなわち、内燃機関１の負荷の大きさに基づいて定まる燃料量にて燃料噴射を行なう制御を実施する（ステップＳ３）。さらに、ＥＣＵ３は、ＥＧＲ制御弁１９の開度も、通常燃焼のＥＧＲ制御をする（ステップＳ４）。
【００２９】
一方、先のステップＳ２において、スロットルバルブ１１が全閉であると判断した場合には、ＥＣＵ３は、回転数が所定の回転数以上であるか否かの判断を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５の判断において、燃料カット実施の条件が成立していれば、ステップＳ６に進む。そして、ＥＣＵ３は、エンジン本体２への燃料噴射を一時的に中止する燃料カットを実施し（ステップＳ６）、さらに、ＥＧＲを全開制御する（ステップＳ７）。こうして燃料カットが実施されるようになると、先のステップＳ１での「燃料カット実施中？」の判断は、「ＹＥＳ」となる。
【００３０】
また、ステップＳ５の判断において、燃料カット実施の条件が成立していなければ、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ３は、すでに説明したステップＳ３、ステップＳ４の処理を行うこととなる。
【００３１】
そして、先のステップＳ１において、「ＹＥＳ」となれば、ステップＳ８に進むこととなる。そして、ＥＣＵ３は、内燃機関１の運転状態の判断を行う（ステップＳ８）。このステップＳ８において、ＥＣＵ３は、内燃機関１の運転状態が、スロットルバルブ１１が全閉から開方向へ制御され内燃機関１の出力増加の要求が生じたといった強制復帰の状態（第１の運転状態）になった場合、あるいは、スロットルバルブ１１が全閉かつ回転数が所定の回転数以下となったといったいわゆる回転数復帰の状態（第２の運転状態）になった場合には、ステップＳ９に進む。
【００３２】
一方、内燃機関１が、上述した第１あるいは第２の２つの運転状態以外の状態の時には、ステップＳ６に進み、ＥＣＵ３は、すでに説明したステップＳ６、ステップＳ７の処理を行うこととなる。
【００３３】
そして、ステップ９に進んだ場合には、ＥＣＵ３は、エンジン本体２への燃料カットを解除する（ステップＳ９）。さらに、ＥＣＵ３は、エンジン本体２へ燃料供給を再開する際に、ＥＧＲを全閉制御し（ステップＳ１０）、燃料噴射の燃料量を減量補正して（ステップＳ１１）、燃料カットが解除される時点の燃焼をリーンバーンとする。
【００３４】
次に、この図２よりもさらに詳細な制御の手順について、図３のフローチャートに基づいて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における内燃機関の排ガス浄化システムの燃料噴射量制御方法に関する一連処理を具体的に示したフローチャートである。
【００３５】
内燃機関１の制御ルーチンが起動されると、ＥＣＵ３は、内部レジスタのクリア等の初期化を行ない、燃料カットを実施することを示すフラッグｆＣＵＴの値を０にする（ステップＳ１００）。続いて、ＥＣＵ３は、内燃機関１の運転状態として、例えば、スロットルポジションセンサ３１、吸気圧センサ３３、クランク角センサ３４、アクセルセンサ３６等からの信号を読み込む処理を行なう（ステップＳ１１０）。
【００３６】
その後、ステップＳ２００に進み、ＥＣＵ３は、燃料カットのフラッグｆＣＵＴの値が０か１かを判断する。そして、このステップＳ２００において、ＥＣＵ３は、ｆＣＵＴの値が１（すなわち、「ＹＥＳ」）と判断した場合にはステップＳ２１０へ進み、ｆＣＵＴの値が０（すなわち、「ＮＯ」）と判断した場合にはステップＳ２３０へ進む。
【００３７】
ステップＳ２１０とステップＳ２３０において、ＥＣＵ３は、スロットルポジションセンサ３１からの信号により、スロットルバルブ開度ＴＰが０か否か、すなわち、スロットルバルブ１１が全閉であるか否かの判断を行う。また、続くステップＳ２２０とステップＳ２４０において、ＥＣＵ３は、先のステップＳ１１０にて求めた内燃機関１の回転数ＮＥが、あらかじめ定められた回転数ＮＣＵＴ以上であるか否かの判断を行う。ここでの回転数ＮＣＵＴとは、スロットルバルブ１１が全閉である場合に、燃料カットを行なうべき回転数の下限を意味している。
【００３８】
先のステップＳ２３０もしくは先のステップＳ２４０のどちらか一方が「ＮＯ」であれば、燃料カットは実施しないため、ステップＳ５００以降の処理に移行する。そして、ＥＣＵ３は、燃料噴射弁１６から噴射する燃料量が通常どおり吸入空気量に基づいた量であるため、フラッグｆＣＵＴの値は０のままとし（ステップＳ５００）、噴射量を規定する噴射量係数ＦＲを１に設定する（ステップＳ５１０）。
【００３９】
さらに、ＥＧＲ制御弁１９の制御も通常燃焼と同様であるため、ＥＣＵ３は、ＥＧＲ量を規定するＥＧＲ係数ＥＲを通常値ＥＲＮに設定する（ステップＳ５２０）。なお、ＥＧＲ係数ＥＲは、ＥＧＲ制御弁１９の開度に相当し、ＥＲ＝１の場合が全開で、ＥＲ＝０の場合が全閉である。そして、ステップＳ５２０の後は、後述するステップＳ２５０の処理へと移行する。
【００４０】
また、先のステップＳ２３０および先のステップＳ２４０の両方が「ＹＥＳ」であれば、ＥＣＵ３は、燃料カットを行なうべきと判断して、ステップＳ３００以降の処理に移行する。そして、ＥＣＵ３は、ステップＳ３００で、燃料カットのフラッグｆＣＵＴを１にセットし、ステップＳ３１０で、噴射量を規定する噴射量係数ＦＲを０に設定する。ここで、噴射量係数ＦＲは、通常燃焼であるガソリン量論空燃比１４．７の場合を１とし、リーンバーンの度合いが大きくなるとＦＲは小さくなる。
【００４１】
さらに、ＥＣＵ３は、ステップＳ３２０で、ＥＧＲ制御弁１９が全開となるように、ＥＧＲ量を規定するＥＧＲ係数ＥＲを１に設定する。そして、ステップＳ３２０の後は、後述するステップＳ２５０の処理へと移行する。
【００４２】
また、ＥＣＵ３は、先のステップＳ２００で「ＹＥＳ」と判断し、続くステップＳ２１０およびステップＳ２２０の両方で「ＹＥＳ」と判断した場合には、燃料カットを行なうべきと判断して、上述したのと同様に、ステップＳ３００、ステップＳ３１０、ステップＳ３２０の各処理を実行する。
【００４３】
先のステップＳ２００において、ＥＣＵ３が、「ＹＥＳ」と判断した場合には、燃料カット実施中であることを示す。そして、その後の処理として、ステップＳ２１０やステップＳ２２０からステップＳ４００へと進んだ場合には、内燃機関１の運転状態が、スロットルバルブ１１が全閉から開方向へ制御され内燃機関１の出力増加の要求が生じたといった強制復帰の状態（第１の運転状態）になった場合、あるいは、スロットルバルブ１１が全閉かつ回転数が所定の回転数以下となったといったいわゆる回転数復帰の状態（第２の運転状態）となった場合に相当する。
【００４４】
そこで、ＥＣＵ３は、ステップＳ２１０で「ＮＯ」と判断した場合、もしくはステップＳ２２０で「ＮＯ」と判断した場合には、ステップＳ４００で、フラッグｆＣＵＴの値を０にし、ステップＳ４１０で、噴射量を規定する噴射量係数ＦＲを０〜１の間の数値に設定する。さらに、ステップ４２０で、ＥＧＲ制御弁１９が全閉となるように、ＥＧＲ量を規定するＥＧＲ係数ＥＲを０に設定する。そして、ステップＳ４２０の後は、後述するステップＳ２５０の処理へと移行する。
【００４５】
先のステップＳ３２０、ステップＳ４２０、ステップＳ５２０のいずれかの処理を経て進んだステップＳ２５０において、ＥＣＵ３は、燃料噴射弁１６から燃料を燃焼室６へ供給する。なお、供給する燃料量は、先のステップＳ３１０、ステップＳ４１０、ステップＳ５１０で決定済みのＦＲに基づき決定される。燃料カットを解除する場合のステップＳ４１０で決定されるＦＲは、０＜ＦＲ＜１の間の値となる。
【００４６】
続くステップＳ２６０において、ＥＣＵ３は、イグナイタ１７から点火プラグ７に高電圧を印加する点火制御を行う。高電圧を印加する点火タイミングは、リーンバーンの着火性を向上させる最適タイミングとする。最適タイミングは、点火時の混合気条件におけるトルクが最大となる点火時期ＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍａｍ  Ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ）である。このＭＢＴは、混合気条件によってあらかじめ求めておいた点火条件である。
【００４７】
ここで、ステップＳ４１０で決める噴射量係数ＦＲについて説明する。
燃料カットを実施しない通常燃焼時には、ＥＧＲ導入管１８とＥＧＲ制御弁１９を利用したＥＧＲが行われる。排ガス中には、不活性ガスが含まれており、さらにリーンバーン条件となると点火性の確保が重要となる。
【００４８】
ＥＧＲ制御弁１９の開度を変更することで、排気管１５から吸気管１０へ還流するＥＧＲ割合（排ガス量のうちの還流される割合）が変化する。クランク角センサ３４で検出するエンジン回転数と吸気圧センサ３３で検出する吸気管圧力を一定にした条件で、まず、ＥＧＲ割合０の条件で混合気の空燃比を増加させながら、失火発生限界を測定した。
【００４９】
ここでは、ガソリン量論空燃比１４．７、ＥＧＲ割合０の条件の燃焼を基準として、平均燃焼圧の変動率が２０％に達したときを失火発生限界とみなした。図４は、本発明の実施の形態１において、ＥＧＲ割合を徐々に増加させながら、空燃比の失火発生限界を調べた結果を示す図である。図４に示すように、ＥＧＲ割合が多いと、空燃比が小さな条件でも失火する。したがって、燃料カットが解除される場合の混合気の条件によって、噴射する燃料の割合（上述した噴射量係数ＦＲ）を調整する必要がある。
【００５０】
燃料カット時には、燃焼室６のガスをＥＧＲ導入管１８を介して循環させている。このため、ガスの条件は、燃料カットを実施する直前のＥＧＲ割合（＝ＥＧＲ係数ＥＲ）によって決まる。そこで、図４の結果を、ＥＧＲ係数ＥＲと噴射量係数ＦＲとの関係に置き換えてマップ化し、このＥＲ−ＦＲマップをあらかじめＥＣＵ３にメモリーさせる。
【００５１】
燃料カットを解除する際に決める噴射量係数ＦＲ（先の図３におけるステップＳ４１０で決めるＦＲ）は、ＥＣＵ３に記憶されたＥＲ−ＦＲマップに基づいて、燃料カットを実施する直前のＥＲの値に対応するＦＲの値を求めることで決定する。
【００５２】
以上のように、実施の形態１における内燃機関の排ガス浄化システムによれば、燃料カットを実行する際に、排ガス再循環装置で排ガスを還流させることで、燃焼室が負圧にならず、吸引される潤滑油が減少し、潤滑油に由来するナノ粒子を低減させることができる。さらに、排ガス再循環装置と燃焼室を循環するナノ粒子を、酸素が多めのリーンバーンで酸化浄化することができる。さらに、排ガス再循環の割合に応じた空燃比にすることで、リーンバーンの着火を確実に行うことができる。
【００５３】
実施の形態２．
本実施の形態２では、先の実施の形態１とは異なる構成を備えた内燃機関の排ガス浄化システムについて説明する。図５は、本発明の実施の形態２による内燃機関の排ガス浄化システムの構成を示す図である。
【００５４】
先の実施の形態１における図１の構成と比較すると、本実施の形態２における図５の構成は、排気管１５に設置されているＥＧＲ導入管１８の下流側に、排気開閉弁２０、開閉弁モータ２１、および排気開閉弁センサ３７をさらに備えている点が異なっている。そこで、これらの相違する構成を中心に、以下に説明する。
【００５５】
本実施の形態２における内燃機関の排ガス浄化システムは、エンジン本体２の排気管１５に設置されているＥＧＲ導入管１８の下流側に、排気開閉弁２０が設けられている。排気開閉弁２０は、スプリング（図示せず）により排気開閉弁２０を開ける方向に付勢されており、ＥＣＵ３の制御による開閉弁モータ２１から回転力の供給を受けて回動することにより、その開度を変更する。
【００５６】
また、排気開閉弁２０の開度を検出する排気開閉弁センサ３７が設置されており、排気開閉弁２０の開度に連動した検出信号が、排気開閉弁センサ３７からＥＣＵ３へ入力される。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態２における内燃機関の排ガス浄化システムの燃料噴射量制御方法に関する一連処理を具体的に示したフローチャートである。先の実施の形態１における図３のフローチャートと比較すると、本実施の形態２における図６のフローチャートは、追加構成である排気開閉弁２０の開度を制御するためのステップＳ３３０、ステップＳ４３０、ステップＳ５３０が追加されている点が異なっている。そこで、これらの相違するステップの処理を中心に、以下に説明する。
【００５８】
ＥＣＵ３は、スロットルポジションセンサ３１およびクランク角センサ３４からの信号に基づき、燃料噴射弁１６からの燃料供給を一時的に中止する燃料カットを行なう場合には、ＥＧＲ制御弁１９を開制御し、排気開閉弁２０を閉制御する。これは、ステップＳ３３０に進む場合に相当し、ステップＳ３３０において、ＥＣＵ３は、排気開閉弁２０の閉制御を行うために、開度ＯＰを０とする。
【００５９】
また、ステップＳ５３０へ進む場合は、燃料カットを実施しない通常の制御に相当し、ＥＣＵ３は、排気開閉弁２０を開制御するために、開度ＯＰ＝１とする。
【００６０】
また、ステップＳ４３０へ進む場合は、強制復帰や回転数復帰によって燃料カットを実施しない場合に相当し、この場合にも、ＥＣＵ３は、排気開閉弁２０を開制御するために、開度ＯＰ＝１とする。
【００６１】
このような制御を行うことで、燃料カット時にＥＧＲ制御弁１９を開いただけでは、排気管１５の排ガスの一部がＥＧＲ導入管１８を流れるものの、その全量が吸気管１０へ還流されるわけではない。そこで、本実施の形態２では、ＥＧＲ制御弁１９の開制御（ステップＳ３２０に相当）に加えて、排気開閉弁２０を閉制御（ステップＳ３３０に相当）することで、排ガスの全量が循環し、潤滑油に由来するナノ粒子が排気管１５から外部へ排出されることを防止することができる。
【００６２】
この場合も、燃料カットを解除する際の燃料供給量は、通常燃焼に比較して少ない減量補正を行いリーンバーン燃焼とすることで、燃焼室６内部に残留しているナノ粒子を燃焼反応で酸化浄化する。また、燃料カットを解除する際に決める噴射量係数ＦＲ（ステップＳ４１０）も、燃料カットを実施する直前のＥＲの値によってＥＣＵ３のメモリーを参照して決定することは、先の実施の形態１と同様である。
【００６３】
以上のように、実施の形態２における内燃機関の排ガス浄化システムによれば、排気管に設置されているＥＧＲ導入管の下流側に、開閉制御が可能な排気開閉弁が追加された構成を有している。このような構成を備えることで、先の実施の形態１の効果に加え、排ガスの循環割合を上げることができ、大気へ放出されるナノ粒子をさらに低減することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  内燃機関、２  エンジン本体、３  電子制御装置（ＥＣＵ：制御部）、４  シリンダ、５  ピストン、６  燃焼室、７  点火プラグ、８  吸気バルブ、９  吸気ポート、１０  吸気管、１１  スロットルバルブ、１２  スロットルバルブモータ、１３  排気バルブ、１４  排気ポート、１５  排気管、１６  燃料噴射弁、１７  イグナイタ、１８  排ガス再循環（ＥＧＲ）導入管、１９  ＥＧＲ制御弁、２０  排気開閉弁、２１  開閉弁モータ、３１  スロットルポジションセンサ、３２  スロットルバルブモータ停止位置センサ、３３  吸気圧センサ、３４  クランク角センサ、３５  アクセルペダル、３６  アクセルセンサ、３７  排気開閉弁センサ。
【図１】
2013189927.tif 000003
【図２】
2013189927.tif 000004
【図３】
2013189927.tif 000005
【図４】
2013189927.tif 000006
【図５】
2013189927.tif 000007
【図６】
2013189927.tif 000008